Ferramentas “A” e “B” Saída dos furos

Na tentativa de compreender o comportamento dos valores de rugosidade na superfície de saída dos furos em relação aos valores medidos, faz-se necessário avaliar a textura dos furos usinados. Para isto, o mesmo procedimento do item 5.1.1 foi adotado em relação à geração de um gráfico de interações e análise das texturas geradas; os resultados são visualizados na Figura 5.4.

Nota-se que as texturas da superfície usinada para a saída dos furos são similares e observam-se marcas uniformes e alinhadas transversalmente sem a presença de material aderido, o que pode demonstrar um corte sem vibração (mais estável) nesta região.

Este fato pode ter sido influenciado pela pouca resistência mecânica do material (a ser cortado) após a saída do gume transversal devido a área de sustentação na frente dos gumes ser reduzida. Correlacionado a isto, o tempo de contato (atrito) das guias/quinas com a parede do furo é reduzido em relação à entrada do furo, que permanece em contato com as guias da broca Durante todo tempo de usinagem. Este menor tempo de interação entre as partes cortantes e a parede do furo contribui para que o fenômeno de arrastamento de material seja minimizado e os valores de rugosidade sejam semelhantes em praticamente todas as condições.

Fonte: O autor

Figura 5.4 - – Interação dos valores de rugosidade na Saída dos furos

1B

2B

_3B

1A

_2A

_3A

Emulsão

MQL

Seco

Rugosidade m

éd

ia Ra (

μ

m)

5.2 Rebarba

A caracterização dimensional da rebarba gerada durante o processo de furação é uma forma de avaliar e uma tentativa de entender os fenômenos gerados durante o processo de corte. A correta análise de sua ocorrência pode ser uma informação importante na tentativa de minimizar seus efeitos, reduzindo assim os custos de produção e os acidentes com operadores.

Neste sentido, foram realizadas medições na rebarba produzida pelo processo de furação, utilizando as variáveis já descritas. É possível avaliar, de maneira geral, a topografia da rebarba através das imagens geradas pelo MEV. Estas imagens foram realizadas a fim de caracterizar o tipo (forma) da rebarba gerada. Devido à similaridade da morfologia (variando apenas a altura) e a quantidade de imagens geradas, a Figura 5.5 representa a forma geral da rebarba para todas as variáveis envolvidas neste estudo.

Fonte: O autor

De maneira geral, não foram identificadas projeções de rebarba na entrada dos furos. Esta constatação pode ter sido influenciada pela deformação provocada pela ferramenta na superfície de entrada durante a sua penetração na peça, devido à uma tendência de deformação ou do fluxo plástico do material acompanhar o sentido do movimento de avanço da broca, o que pode impedir a geração de projeções salientes para fora do furo.

Ainda na Figura 5.5, é possível identificar uma rebarba uniforme ao longo de todo o perímetro do furo, o que, segundo a classificação de alguns autores como (MACHADO et al., 2009b; DORNFELD et al., 2009, DORNFELD et al., 2014), enquadra-se como uma rebarba tipo II (chapéu) para as duas condições de ferramenta avaliadas - “A” e “B”.

SAÍDA A

Para quantificar o dimensional das rebarbas na saída dos furos, seguiu-se o procedimento descrito no item 4.1.1 para corte e preparação metalográfica. Para efeito de comparação, a Figura 5.6 representa as furações feitas com a aplicação de Fluído em abundância, na tentativa de mostrar a topografia da rebarba sem a influência da severidade do corte com sistema MQL e a seco, para as brocas avaliadas, ambas com ampliação de 500x.

Fonte: O autor

Na Figura 5.6, a dimensão identificada por D1 representa a altura da rebarba e D2 representa a espessura da raiz da rebarba. As imagens mostram a saída dos furos e representam todas as furações realizadas, pois as imagens se apresentaram similares para todas as condições analisadas.

A Figura 5.7 representa os valores estatísticos médios mensurados para a altura (D1) e espessura da raiz (D2) das rebarbas, geradas para ambas as ferramentas e para as diferentes condições de aplicação dos fluídos lubrirrefrigerantes.

Observa-se um aumento dos valores médios da altura da rebarba com a utilização da ferramenta “B” (com preparação da mesogeometria), em relação à broca “A” (sem preparação), a qual apresentou valores médios menores (Apêndice, Tabela A.12).

Figura 5.6 – Representação da morfologia das rebarbas com a aplicação do Fluído em abundância para as ferramentas sem preparação (A) e com preparação (B).

B A D1 = 410μm D1 = 150 μm D2 = 58 μm D2 = 73 μm

Fonte: O autor

Em uma avaliação geral da contribuição da aplicação dos meios lubrirrefrigerantes correlacionada com as condições das ferramentas analisadas em relação à altura da rebarba, os resultados mostram que a aplicação em abundância apresentou os menores valores e as condições de aplicação com mínima quantidade de lubrificante (MQL) e a seco mostraram semelhanças entre si dado a dispersão dos valores medidos (Apêndice, Tabela A.13).

Na avaliação da variável de resposta dentro do grupo da ferramenta “A”, os valores médios da altura da rebarba foram similares entre si nas condições com (MQL) e a seco em quanto que a condição com aplicação de Fluído em abundância apresentou os menores valores (Apêndice, Tabela A.15).

Já para a ferramenta “B”, o mesmo comportamento foi verificado, onde o sistema em abundância apresentou os menores valores de altura e o sistema de MQL e a seco apresentaram similaridade entre si o que foi comprovado pela análise estatística (Apêndice, Tabela A.16).

O fato de a furação com a ferramenta “B” apresentar as maiores alturas das rebarbas pode ter sido influenciado pela broca ter superfícies arredondadas de corte, com isto, a deformação plástica em frente ao gume fica acentuada. A preparação da mesogeometria apresenta como característica a deformação do material em frente aos gumes e não o Figura 5.7 - Valores médios da altura e espessura das rebarbas geradas pelo processo de furação

cisalhamento, como acontece com as arestas afiadas. A ocorrência da deformação pode aumentar os esforços de corte e a temperatura local, reduzindo a tensão de cisalhamento do material e facilitando o seu escoamento e a formação da rebarba, seguindo o movimento de avanço da broca.

Nota-se também que, em ambas as ferramentas, a condição de aplicação dos fluídos lubrirrefrigerantes apresenta a mesma tendência: à medida que a condição de corte é mais severa em relação à aplicação do Fluído, ou seja, MQL e a seco, a altura da rebarba também aumenta com esta variação. Este fenômeno pode ser atribuído ao fato de a aplicação de fluído em abundância se favorecer das funções primárias de lubrificação e refrigeração, reduzindo a temperatura provocada pelo atrito entre cavaco/ferramenta/peça. Este decréscimo faz com que a deformação plástica do material da peça não seja muito acentuada, contribuindo para a redução dos valores da altura da rebarba.

Em relação à espessura da raiz da rebarba gerada na furação, a ferramenta “B” mostrou os maiores valores. Estes resultados podem ter sido influenciados pela maior deformação plástica promovida pelo arredondamento da mesogeometria da broca.

Como já foi mencionado, nesta condição da ferramenta, a mecânica do corte sofre modificações, o que acarreta em maior temperatura, atrito e deformação lateral do material a frente dos gumes (efeito ploughing - que significa que parte do material deformado na frente da cunha tenderá a escoar plasticamente para os lados do gume) aumentando a possibilidade do material ser empurrado contra a parede do furo, aumentando assim a raiz da espessura da rebarba gerada na furação nestas condições.